專利名稱：球閥排泄的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體閥，特別涉及這種閥，它在要求精確控制流量或精確開關(guān)的藥物及特殊化學(xué)制品生產(chǎn)和衛(wèi)生設(shè)備應(yīng)用的流體控制方面具有特別的適應(yīng)性。
可參考的相關(guān)美國專利有如下列編號(hào)，即2，510，514;2，712，454;3，275，025;3，403，887;3，536，296;3，773，291;3，779，511;3，883，113;4，103，868;4，140，149;4，342，444;4，465，259;4，696，323。
在藥物及特殊化學(xué)制品的生產(chǎn)和衛(wèi)生設(shè)備應(yīng)用方面，控制流體的控制閥除了要求具有通常對閥所要求的特性，即保養(yǎng)方便和造價(jià)經(jīng)濟(jì)外，還要求具有精確的流量控制、可靠的消毒、接觸流體的部件清洗方便。雖然上面提到的專利可以滿足這種流體控制閥的一個(gè)或多個(gè)要求特性，但沒有一個(gè)能滿足全部要求。
因此，要求提供一種流體控制閥，它有精確的流量控制，易消毒，易清洗及保養(yǎng)，并且運(yùn)轉(zhuǎn)可靠而造價(jià)低廉。
本發(fā)明提供了一種流體控制閥，它具有一閥體，其中有通道形成流通腔，還有安放在流通腔中的旋轉(zhuǎn)閥球，該球沿球外徑和流通腔內(nèi)徑形成的一條連續(xù)密封接觸線密封。一個(gè)彈性體覆層包覆閥球，使彈性體覆層的外徑略大于流通腔內(nèi)徑，當(dāng)球旋轉(zhuǎn)時(shí)提供活動(dòng)壓配合，當(dāng)閥關(guān)閉時(shí)將流通腔和球之間密封阻斷。在球的外徑上，設(shè)一個(gè)或兩個(gè)最好為V形的槽，因此當(dāng)將球繞球和軸的中心線旋轉(zhuǎn)時(shí)，流體的流動(dòng)受槽控制。
球通過一個(gè)與流通腔垂直并且其直徑與流通腔相同的孔進(jìn)入閥體。球與軸可以是一個(gè)閥帽組合件的一部分，因此可將球通過閥體孔放入，直到在流通腔內(nèi)完全接觸，而閥帽在閥體上緊固。一個(gè)整體軸閥帽密封件在閥體和閥帽之間提供靜密封，還提供軸的動(dòng)密封。
在閥的安裝中當(dāng)軸水平放置時(shí)，在流通腔中形成流體通口的一個(gè)槽處在閥的底部上。這樣，當(dāng)閥開放時(shí)可使管路完全排空。這樣可消除可能使控制過程污染的加工流體的任何存穴。此外，該結(jié)構(gòu)使接觸流體的全部閥元件，可在管路上進(jìn)行清洗和消毒。
因此，這獨(dú)特的閥的結(jié)構(gòu)具備下面的特點(diǎn)(1)使球外徑和流通腔內(nèi)徑之間的線密封接觸可成為閥的密封，從而促成通過球上的槽的精確控制;(2)使球可對流體介質(zhì)產(chǎn)生的力起止推件的作用，藉以免除一般實(shí)現(xiàn)該功能所常用的若干部件;(3)使水平管路有最小斜度時(shí)可通過閥將管路流體完全排空，使清洗及消毒方便;(4)用一個(gè)密封件形成軸的動(dòng)密封和閥體及閥帽間的靜密封，以消除不必要的部件;(5)使閥組合件無足以使加工過程污染的加工流體存穴，從而提供消毒組合件;(6)可僅通過拆卸四個(gè)有頭螺栓，將閥帽和球軸組合件整個(gè)從閥體中取出，并通過一個(gè)孔將球從閥體中取出;(7)可用普通機(jī)床切削閥的內(nèi)表面并拋光。因此，按照本發(fā)明原理的閥主要用于生產(chǎn)藥物，和諸如利用遺傳變種的細(xì)菌及酵母生產(chǎn)的特殊化學(xué)品。在其他方面可用于需作精確流量控制或開關(guān)的任何衛(wèi)生設(shè)備應(yīng)用等。
本發(fā)明的特征在附加的權(quán)利要求書中有詳細(xì)的闡述。參閱下面的說明并結(jié)合附圖便可對本發(fā)明有詳細(xì)的了解。各圖中的相同元件用相同標(biāo)號(hào)表示。附圖簡單說明如下

圖1為本發(fā)明流體控制閥的前視圖，其中閥的作動(dòng)軸平放，并且閥處于關(guān)閉位置;
圖2為沿圖1剖面線2-2的剖視圖;
圖3為閥體、閥帽和球軸組合件的分解剖視圖;
圖4為在關(guān)閉位置上的閥的放大前視圖;
圖5為球旋轉(zhuǎn)到開放位置時(shí)的放大前視圖;
圖6為球的放大局部剖視圖。
參看附圖，圖1顯示根據(jù)本發(fā)明原理制造的流體控制閥10。閥10有一個(gè)閥體12，和一個(gè)用有頭螺栓16在閥體12上固定的閥帽14。閥帽14的另一端設(shè)連接盤18，用以和控制閥的開/閉位置的標(biāo)準(zhǔn)作動(dòng)器連接。圖1中顯示球20在閥體12的流通腔中處于關(guān)閉位置。
圖2可最清楚地看到，閥體12有進(jìn)口22及出口24，其間連接著流通腔26。圖2中的箭頭指示流體從進(jìn)口22到出口24的流向，然而應(yīng)理解，閥10也可按相反的流向運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)口22處設(shè)夾具23，出口處設(shè)突緣盤25。球20為球形，具有兩個(gè)槽28，30，各槽在球20的表面上展開一個(gè)小于180°的角度，從而在球的相對兩側(cè)，在兩槽之間留下很小的球表面積部分32(見圖2，5，6)。各槽為V形，其夾角X(圖6)最好在90與120度之間。
當(dāng)球20繞軸34的中心線向任一方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，流過閥10的流體受槽28、30的控制。槽的尺寸可變化，使閥有不同的容量，需要時(shí)也可僅采用一個(gè)槽。當(dāng)將閥10安裝在管路中，使軸34如圖1所示處于水平位置時(shí)，本發(fā)明有很大的優(yōu)點(diǎn)。在這情況下，當(dāng)閥關(guān)閉，球20在流通腔26中處在圖2和圖4前視圖所示的位置上。然而當(dāng)軸34被旋轉(zhuǎn)，將球置于如圖5所示的全開放位置上時(shí)，注意槽28處在閥底部上，也就是在流通腔26中的流體最低通過點(diǎn)上，這樣當(dāng)閥開放時(shí)，便可將與閥10連接的管路完全排空。如采用兩個(gè)槽28，30，則當(dāng)閥開放時(shí)，兩槽必有一個(gè)在流通腔的底部。如僅用一槽，則必須注意閥關(guān)閉時(shí)該槽的位置，使球在旋轉(zhuǎn)到開放位置時(shí)，該槽處在流通腔的底部上。
球20有一個(gè)彈性體覆層36，完全覆蓋球20的暴露外表面，然而在需要時(shí)，彈性體覆層36也可僅覆蓋球20的球形表面，即非槽表面。總之，圓球20的直徑和彈性體覆層的厚度有一定尺寸，使彈性體覆層的外徑略大于流通腔26的直徑，因此當(dāng)球旋轉(zhuǎn)時(shí)，在球20和流通腔壁26間形成可活動(dòng)的緊配合，而當(dāng)閥關(guān)閉時(shí)，在流通腔和球之間形成密封阻斷。如圖2及4所示，球20外徑和流通腔26內(nèi)徑間的線接觸形成閥內(nèi)的流體密封。球20與流通腔26間的線密封接觸40，由一條連接球20球面上的槽28及30之間窄部32的點(diǎn)32a和相對點(diǎn)32b，以及連接槽28，30間的球面上的兩相對寬部42上的點(diǎn)42a和其相對點(diǎn)42b的連續(xù)不斷的密封線形成。因此，軸34可以從圖4所示的閥關(guān)閉位置，即從密封點(diǎn)32a、32b、42a、42b相連形成線接觸密封40時(shí)的位置，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)(從隨動(dòng)軸端看)，使球20達(dá)到圖5所示的全開放位置。
本發(fā)明的另一顯著優(yōu)點(diǎn)可從圖2的剖視圖中了解。注意球20和流通腔26間的線接觸密封，它可使球?qū)α黧w介質(zhì)產(chǎn)生的力起止推件的作用。這種特殊的結(jié)構(gòu)可免除實(shí)現(xiàn)該功能通常需要的分別的閥部件。
將球20在閥體內(nèi)安裝，提供了本發(fā)明的閥的另一明顯優(yōu)點(diǎn)，這從圖2及3極易見到。閥體12的壁42上有一個(gè)孔50，特別是在壁52上加工形成槽54。一個(gè)彈性體密封件56可用來嵌在孔50中，其突緣58可嵌入槽54中，其孔60的直徑略大于軸34的直徑。孔60還有一個(gè)小直徑部分形成整體的O形環(huán)狀密封件62。密封部分62的直徑略小于軸34的直徑，從而和軸緊配合，在軸部64上形成軸的動(dòng)流體密封(見圖2)。
閥體槽54有一個(gè)環(huán)形肩臺(tái)66，當(dāng)用有頭螺栓16將閥帽14緊固在閥體12上時(shí)，該肩臺(tái)66嵌入密封突緣58內(nèi)。于是密封件56形成軸的動(dòng)密封，以及閥體12與閥帽14間的靜密封。
軸34在閥帽通道68中伸展，其上端用一個(gè)O形環(huán)70密封，該O形環(huán)70用O形定位件72夾持在位。標(biāo)準(zhǔn)夾具74將連接盤18夾在閥帽14上，O形定位件72夾在其間，如圖2所示。任何從流通腔26中漏出而進(jìn)入通道68的流體，必然由O形環(huán)70密封。
在閥帽14上有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)泄放接頭件80，它正常情況下封閉，可打開，通過連接槽69與通道68接通，檢測流體是否有通過密封件的不利泄漏。在必須保持無菌狀態(tài)下使用閥10時(shí)，可在閥帽14上設(shè)置兩個(gè)沖洗接頭，各與泄放接頭件80相似?？蓪⒄羝蛞粋€(gè)這種沖洗接頭供給，從另一個(gè)沖洗接頭排出，將通道68消毒，從而防止污染物通過密封區(qū)56進(jìn)入加工流體。
在軸34的頂部，用適當(dāng)?shù)匿N84將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)連接器82安裝在軸34上，使軸34可被有控制的驅(qū)動(dòng)，從而控制球20的位置。軸承86，88例如可用特夫隆制造，適當(dāng)安裝在閥帽中的通道68的兩端上，支承軸34的運(yùn)動(dòng)。
為在清潔和保養(yǎng)時(shí)便于將部件組裝或拆卸，孔50與流通腔有基本相同的直徑，互相垂直，即孔30的中心線與流通腔26的縱向軸線垂直。如圖3所示，將球20通過孔50插入，座落在流通腔內(nèi)，如圖2所示。然后用螺栓16將閥帽14固定在閥體上。球閥的拆卸易于進(jìn)行，只要卸去螺栓16，就可將閥帽14從閥體12上拆下。
在本發(fā)明實(shí)施方案的構(gòu)造中，將彈性體36模制在金屬球21外面(圖6)，其厚度約為0.050英寸(1.27mm)。球20根據(jù)流通腔26來定尺寸，使金屬球21上的彈性體36的外徑比流通腔26的直徑大0.010英寸(0.254mm)。槽28、30各形成約120度的夾角。
球20還可制成有塑料或硬橡膠的內(nèi)心，而有彈性較大的彈性體外部。另一方面也可將整個(gè)球用彈性體材料制造。
槽28、30成形在球面上，可適應(yīng)不同要求的閥流量。舉例來說，大流量閥的每一槽28、30可使夾角約為120度。小流量閥則設(shè)置非常淺的槽，其夾角各約為90度。
因此，本發(fā)明的閥10的新穎特征如下1.球的外徑和流通腔的內(nèi)徑間的線密封接觸可成為閥的密封;
2.球?qū)α黧w介質(zhì)產(chǎn)生的力起止推件的作用;
3.管路流體可通過在水平管路中有最小斜度的閥完全排空;
4.單個(gè)密封件既提供軸的動(dòng)密封，又提供閥體與閥帽間的靜密封;
5.閥的內(nèi)表面可用普通的機(jī)床來切削和拋光;
6.閥組合件中沒有可能使可控加工過程污染的加工流體存穴;
7.僅需拆去四個(gè)有關(guān)螺栓，便可將整個(gè)的閥帽、球軸組合件、連接盤及驅(qū)動(dòng)作動(dòng)器從閥體上拆下。
上面的詳細(xì)敘述，僅為促進(jìn)透徹了解，不應(yīng)理解為附加不必要的限制，因?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員就發(fā)明作各種修改并非難事。
權(quán)利要求
1.一種流體控制閥，包括一個(gè)閥體，其一端有一進(jìn)口，另一端有一出口，進(jìn)出口之間有一圓柱形流通腔，供流體從閥體的該圓柱形流通腔的壁所限定的內(nèi)徑中通過；一個(gè)球軸組合件，具有圓球體和將球旋轉(zhuǎn)的軸；該圓球的直徑基本上等于該圓柱形流通腔的內(nèi)徑；該圓球具有一對在該球的兩相對外表面上的對稱的槽；該槽各在該球的外表面上展開小于180°的角度，形成相對的對稱窄球表面，與相對的對稱的寬球表面連接，分別形成相應(yīng)的流體密封表面，阻止流體流過；將該球軸組合件安裝在該閥體中的安裝裝置，使該軸與該閥體傾斜，該圓球在該閥體的圓柱形流通腔中作可活動(dòng)的壓配合，各該流體密封表面和該流通腔密封接觸；該軸可旋轉(zhuǎn)，將該球由(1)一個(gè)阻止流體從閥中通過的第一位置，這時(shí)球上的全部寬窄球形表面上的流體密封表面，以一條不間斷的密封線和該流通腔壁作密封接觸，旋轉(zhuǎn)到(2)一個(gè)將通過閥的流體通道開放的第二位置，這時(shí)至少僅球的寬球形表面上的相應(yīng)流體密封面與該流通腔的壁密封接觸，使流體僅能通過各該槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體控制閥，其特征為該圓球在各該流體密封表面上具有彈性體覆層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體控制閥，其特征為該安裝裝置具有一個(gè)閥帽，閥帽有通道供該軸插入，還具有將該閥帽安裝在該閥體上的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流體控制閥，其特征為該閥體的該圓柱形流通腔的壁上具有一個(gè)孔，該安裝裝置具有一個(gè)密封件，在該孔中密封連接，阻止流通腔中流體通過該孔流失。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的流體控制閥，其特征為該孔有在該流通腔的圓柱形壁上形成的密封槽，該密封件有密封突緣，用于嵌入密封槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體控制閥，其特征為該密封件有一條軸的通道，使該軸可插入。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的流體控制閥，其特征為該密封件的軸通道有一個(gè)內(nèi)密封部，其直徑略小于軸的直徑，形成圍繞旋轉(zhuǎn)軸的流體密封件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體控制閥，其特征為將該閥調(diào)正，使流體可通過閥體完全排放。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體控制閥，其特征為該彈性體覆層覆蓋該球的外表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體控制閥，其特征為該圓柱形流通腔的壁上有一個(gè)孔，該安裝裝置有供將該球軸組合件在閥體內(nèi)作可拆卸安裝的裝置，可將該圓球通過該孔插入或拔出。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的流體控制閥，其特征為該孔為圓形，其直徑基本上等于該圓球的直徑。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體控制閥，其特征為該槽為V形，形成的夾角在90度與120度之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流體控制閥，其特征為有一對沖洗接頭，各穿過該閥帽，與該通道接通，用于接受消毒介質(zhì)，將該通道中的污染物進(jìn)行消毒。
14.一種流體控制閥，包括一個(gè)閥體，其一端有一進(jìn)口，另一端有一出口，進(jìn)出口之間有一圓柱形流通腔，供流體從閥體的該圓柱形流通腔的壁所限定的內(nèi)徑中通過;一個(gè)球軸組合件，具有圓球和將球旋轉(zhuǎn)的軸;該圓球的直徑基本上等于該圓柱形流通腔的內(nèi)徑;該圓球在外表面上至少有一個(gè)槽;該槽在該球的外表面上的展開角小于180°，形成相應(yīng)的流體密封表面，阻止流體流過;將該球軸組合件安裝在該閥體中的安裝裝置，使該軸與該閥體傾斜，該圓球在該閥體的圓柱形流通腔中作可活動(dòng)的壓配合，各該流體密封表面和該流通腔壁密封接觸;該軸可旋轉(zhuǎn)，將該圓球由(1)一個(gè)阻止流體從閥中通過的第一位置，這時(shí)球上的全部密封表面上的流體密封表面，和該流通腔壁在一條不間斷的密封線上作密封接觸，轉(zhuǎn)動(dòng)到(2)一個(gè)將通過閥的流體通道開放的第二位置，這時(shí)僅相應(yīng)流體密封表面的一部分與該流通腔壁密封接觸，因此該密封線不連貫，流體僅能從該槽通過。
15.如權(quán)利要求14之流體控制閥，而特征為該槽為V形，形成90度至120度的夾角。
全文摘要
一種具有旋轉(zhuǎn)軸和安裝在流通腔中的球閥的流體控制閥。該球有一個(gè)或多個(gè)V形槽控制流體流動(dòng)。在關(guān)閉位置上時(shí)，球和流通腔壁在一條連續(xù)的線上密封接觸。閥的安裝和打開，可將相連的管路中的流體完全排放，這對用于衛(wèi)生設(shè)備有益。球和軸為閥帽組合件的一部分，球通過閥體的一個(gè)孔放入流通腔?？字幸粋€(gè)整體密封件提供閥體和閥帽件之間的靜密封以及軸的動(dòng)密封。
文檔編號(hào)F16K5/10GK1040087SQ8910667
公開日1990年2月28日 申請日期1989年8月3日 優(yōu)先權(quán)日1988年8月4日
發(fā)明者韋爾伯·迪恩·赫琴斯, 庫特·約瑟夫·列格, 羅伯特·弗雷德里克·貝里 申請人:費(fèi)希爾控制國際有限公司